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  在中科院營(yíng)養與健康研究所孫宇研究組的實(shí)驗室里,一群已經(jīng)存活了20個(gè)月的實(shí)驗小鼠參與了一項有趣的實(shí)驗。
 
  對于小鼠來(lái)說(shuō),20個(gè)月的年紀,相當于人類(lèi)已經(jīng)步入老年時(shí)代。
 
  接下來(lái)的4個(gè)月里,這群老年小鼠每?jì)芍鼙蛔⑷胍环N名為原花青素C1(PCC1)的有機物。
 
  原花青素C1來(lái)自葡萄籽提取物。而葡萄籽一直被認為具有抗氧化的作用。
 
  事實(shí)上,葡萄籽提取物是一種包含了多種酚類(lèi)的混合物,原花青素C1占據了含量的6.3%。
 
  在小鼠迎來(lái)24月生日時(shí),研究人員解剖并觀(guān)察了它們的組織和器官。
 
  結果令人大吃一驚,這些老年小鼠出現了“返老還童”的神奇變化:
 
  原本應該分布在身體各處的衰老細胞,出現了顯著(zhù)的減少;
 
  原本應該出現衰退的器官生理功能,重新得到了增強;
 
  更為重要的是,這些小鼠的平均總體壽命延長(cháng)了9.4%。
 
  這不僅表明原花青素C1具有抗衰老作用,還為人類(lèi)研發(fā)“健康長(cháng)壽藥”提供了一條新路。
 
  相關(guān)研究論文日前在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·新陳代謝》在線(xiàn)發(fā)表。
 
衰老細胞是誘發(fā)衰老疾病的主因之一
 
  延年益壽是人類(lèi)與生俱來(lái)的美好愿望,同時(shí)也是生命科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)永恒的研究方向。現代科學(xué)已經(jīng)發(fā)現,機體的衰老過(guò)程不僅表現為紅顏易逝,還伴隨發(fā)生了多種相關(guān)疾病,例如以阿爾茨海默癥為代表的神經(jīng)退行性疾病、以糖尿病為代表的代謝性疾病、骨關(guān)節炎,以及腫瘤。這些疾病的致病機制中,衰老細胞在體內的不斷積累是主要的誘因之一。
 
  所謂衰老細胞,是一種處于特殊狀態(tài)的細胞。它們基本處于生長(cháng)停滯狀態(tài),雖然不會(huì )增殖,卻依然會(huì )分泌以炎性細胞因子、生長(cháng)因子和蛋白酶為主的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)被統稱(chēng)為衰老相關(guān)分泌表型(SASP)。
 
  在身體機能旺盛的歲月里,免疫細胞會(huì )注意到衰老細胞,并清除掉它們,以阻止過(guò)量的SASP對身體造成損傷。但隨著(zhù)身體步入老年,越來(lái)越多正常細胞走向生命盡頭之后,這些不愿死去的衰老細胞一步步反客為主,此時(shí)的免疫細胞再也無(wú)能為力,最終導致了各種衰老疾病的發(fā)生。
 
  當人體機能不夠強大時(shí),如何借助外力來(lái)精準定點(diǎn)清除衰老細胞,從而實(shí)現健康地老去,甚至是延長(cháng)壽命,成為近些年來(lái)的科研熱點(diǎn)。尤其是研究人員利用基因工程手段,在早衰小鼠模型中,證實(shí)清除衰老細胞能夠緩解早衰癥狀并延長(cháng)平均壽命,激發(fā)了選擇性清除衰老細胞藥物的研發(fā)。
 
  2015年,首個(gè)被報道能有效清除衰老細胞的方案是“D+Q”,即達沙替尼+槲皮素聯(lián)合用藥。目前,“D+Q”正在針對糖尿病型腎病、阿爾茨海默癥、骨髓移植后加速年齡樣狀態(tài)等病癥進(jìn)行臨床實(shí)驗。與此同時(shí),還有至少另外4款藥物也已經(jīng)進(jìn)入臨床實(shí)驗。
 
  但是藥三分毒,研究人員需要找到一個(gè)合理的藥物濃度,盡可能不損傷正常細胞。副作用有時(shí)不可避免,如其中一款藥物就已經(jīng)被證實(shí)會(huì )引起白細胞減少。
 
  此外,在不能清除衰老細胞的情況下,還可能通過(guò)抑制SASP的分泌,來(lái)減緩衰老疾病。目前相關(guān)的藥物有雷帕霉素等。
 
葡萄籽提取物能重啟細胞凋亡
 
  孫宇研究組嘗試從天然產(chǎn)物中尋找能精準靶向衰老細胞的物質(zhì)。在篩選了一組藥物庫后,他們鎖定了葡萄籽提取物。借助高效的化合物成分分析儀器,研究組從葡萄籽提取物中鑒別出至少20種主要成分,PCC1就是其中之一。
 
  “我們發(fā)現PCC1在低濃度時(shí),能抑制SASP;在高濃度時(shí),會(huì )導致多種促細胞凋亡因子上調,從而清除衰老細胞。”研究組博士后、論文第一作者許奇霞興奮地說(shuō),“更為重要的是,在實(shí)驗中PCC1沒(méi)有引起明顯的系統性毒副作用。”
 
  實(shí)驗顯示,PCC1不影響衰老細胞的DNA損傷反應,卻能激活p53-p38 MAPK促凋亡信號通路。與正常細胞相比,衰老細胞胞質(zhì)中p53水平下降,并大量轉移至細胞核中。研究人員觀(guān)察到,經(jīng)過(guò)PCC1處理的衰老細胞,原本聚集在細胞核中的p53從細胞核中出來(lái),并轉位到線(xiàn)粒體內。
 
  這些p53會(huì )誘導衰老細胞線(xiàn)粒體膜電位下降,促使線(xiàn)粒體內細胞色素C釋放到細胞質(zhì)中。而細胞色素C又會(huì )引起活性氧升高。最終,過(guò)高的活性氧含量導致細胞凋亡。
 
  而在衰老細胞中敲低促凋亡因子Noxa和Puma的表達,會(huì )減弱PCC1誘導衰老細胞凋亡的作用。
 
  在小鼠模型中,PCC1展現出驚人威力。研究組選取了91只年齡為20個(gè)月的小鼠進(jìn)行了兩周一次的PCC1注射。結果顯示,PCC1強力清除了多系統、多器官中的衰老細胞,增強了機體各項生理功能,并顯著(zhù)延長(cháng)老年小鼠的壽命——平均總體壽命延長(cháng)了9.4%。
 
  “目前,我們只是初步看到調控衰老細胞凋亡的p53,受到PCC1影響。但我們還沒(méi)有徹底研究清楚加入PCC1后,衰老細胞到底發(fā)生了什么變化。”許奇霞說(shuō),“PCC1也許特異識別細胞核中的p53,也許是特異識別更加上游的調控p53蛋白的其它因子。這需要進(jìn)一步研究和探索。”
 
與化療藥物聯(lián)動(dòng)或可協(xié)助抗腫瘤治療
 
  利用小鼠模型,研究人員對PCC1治療疾病、抑制衰老的有效性與安全性進(jìn)行了檢驗。
 
  他們發(fā)現,單獨給患腫瘤的模型鼠注入PCC1后,癌細胞沒(méi)有變化。但當PCC1與化療藥物“攜手”時(shí),化療物對腫瘤的殺傷力成倍增加。在清除病灶組織中因化療產(chǎn)生的衰老細胞之外,PCC1與化療藥物還進(jìn)一步促進(jìn)癌細胞凋亡、縮小腫瘤體積,最終提高總體治療效果。
 
  在輻照損傷后的小鼠中,PCC1給藥減少了衰老細胞的數量,緩解了DNA 損傷導致的早衰、毛發(fā)灰白粗糙、四肢肌無(wú)力、步速下降等一系列病理表型。
 
  在論文刊發(fā)之后,專(zhuān)家稱(chēng)該項研究成果的誕生具有“抗衰老里程碑”式的意義。孫宇研究員指出,該研究為天然來(lái)源的抗衰老藥物的基礎研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了新的思路,同時(shí)為緩解機體衰老、延長(cháng)健康壽命等生物醫學(xué)領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng )了新的方向。
 
 
來(lái)源:上海科技報 2021年12月14日 版面:B2
作者:耿挺
編輯:chenying
審核:陳穎
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